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Physikalisch-Technische Bundesanstalt

FachabteilungenAbt. 2 Elektrizität > 2.6 Elektrische Quantenmetrologie
Elektrische Quantenmetrologie
Fachbereich 2.6

Aufgaben

Im Fachbereich „Elektrische Quantenmetrologie“ werden makroskopische Quanteneffekte genutzt, um die elektrischen Einheiten

 

auf Naturkonstanten zurückzuführen und mit extrem geringer Unsicherheit zu reproduzieren.

Die Bewahrung und Weitergabe der Widerstandseinheit Ohm erfolgt mit dem Quanten-Hall-Effekt.
Der Betrieb von Quanten-Hall-Widerständen mit Wechselstrom erlaubt auch die direkte Rück-
führung eines Wechselstrom-Widerstandes auf Naturkonstanten. Damit lässt sich die Einheit der
Kapazität, das Farad (F), mit Hilfe von Naturkonstanten reproduzieren.

Die Bewahrung und Weitergabe der Einheit Volt erfolgt in der PTB mit Hilfe des Josephson-Effektes. Schaltbare Josephson-Elemente erlauben die Reproduzierung praktisch beliebiger Spannungswerte
(bis 10 Volt) mit Quantengenauigkeit und die Synthese niederfrequenter Wechselspannungen

Die Reproduzierung der Einheiten Ampere und Coulomb mit Hilfe des Einzel-Elektronen-Tunneleffekts
ist zur Zeit noch im Stadium der Entwicklung. Sie wird dazu führen, die Einheit Ampere über die
Naturkonstante ‚Elementarladung’ zu definieren. Schon jetzt sind für die praktische Messung
kleinster Stromstärken neu entwickelte klassische Verfahren einsetzbar, mit denen Stromstärken von
10 pA und geringer mit weltweit unerreichter Genauigkeit gemessen werden können.


Arbeitsgruppen


Kontakt

Fachbereichsleiter Dr. Franz Josef Ahlers
Tel.: 0531 592- 2600
E-Mail: Franz Josef Ahlers

Sekretariat Sabine Burmeister
Tel.: 0531 592-2101
Fax: 0531 592-2105
E-Mail: Sabine Burmeister

Anschrift Physikalisch-Technische Bundesanstalt
Fachbereich 2.6
Bundesallee 100
38116 Braunschweig

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© Physikalisch-Technische Bundesanstalt, letzte Änderung: 2012-05-21, Susanne Gruber Seite drucken DruckansichtPDF-Export PDF